Dos mais de 5.000 planetas que se sabe existirem fora do nosso Sistema Solar, a maioria orbita as suas estrelas a uma distância surpreendentemente pequena.
© Tedi Vick (ilustração dos dois planetas no sistema TOI-4600)
Mais de 80 por cento dos exoplanetas confirmados têm órbitas inferiores a 50 dias, o que coloca estes mundos tórridos pelo menos duas vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do nosso Sol; e alguns, ainda mais perto do que isso.
Os astrônomos estão começando a ter uma ideia geral da formação, evolução e composição destes planetas. Mas o quadro é muito mais confuso para os planetas com períodos orbitais mais longos. Os mundos longínquos, com órbitas que duram meses ou anos, são mais difíceis de detectar e, por isso, as suas propriedades têm sido mais difíceis de discernir.
Agora, a lista de planetas de longo período ganhou duas entradas. Astrônomos do Massachusetts Institute of Technology (MIT), da Universidade do Novo México (UNM) e de outros locais descobriram um sistema raro que contém dois planetas de longo período em órbita de TOI-4600, uma estrela próxima que fica a 815 anos-luz da Terra. A equipe descobriu que a estrela abriga um planeta interior com uma órbita de 82 dias, semelhante à de Mercúrio, enquanto um segundo planeta exterior completa uma orbita a cada 482 dias, o que o coloca comparativamente entre as órbitas da Terra e de Marte.
A descoberta foi feita com base em dados do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que monitoriza as estrelas mais próximas em busca de sinais de exoplanetas. O novo planeta, mais distante, tem o período mais longo que o TESS detectou até à data. É também um dos mais frios, com cerca de -83º C, enquanto o planeta interior é mais temperado, com 77º C. Ambos os planetas são provavelmente gigantes gasosos, semelhantes a Júpiter e Saturno, embora a composição do planeta exterior possa ser mais uma mistura de gás e gelo. Os dois planetas fazem a ponte entre os "Júpiteres quentes" - os planetas tórridos e de órbita curta que constituem a maioria das descobertas exoplanetárias - e os gigantes gasosos muito mais frios e de período mais longo do nosso Sistema Solar.
O TESS monitora as estrelas mais próximas em busca de sinais de exoplanetas, apontando para uma região do céu e medindo continuamente o brilho das estrelas neste setor durante 30 dias, antes de passar para o setor seguinte. Os cientistas utilizam "pipelines", ou seja, pesquisas algorítmicas, para passar filtrar as medições em busca de quedas de brilho que possam ter sido causadas pela passagem de um planeta em frente da sua estrela. Em 2020, um pipeline detectou um possível trânsito numa estrela do hemisfério norte, perto da constelação de Dragão. A estrela foi categorizada como TOI-4600 (TOI significa "TESS Object of Interest").
O trânsito inicial foi estudado em pormenor pelo TSTPC WG (TESS Single Transit Planet Candidate Working Group), uma equipe de cientistas do MIT, da UNM e de outros locais que procuram sinais de planetas de período mais longo em eventos de trânsito único. O grupo procurou a estrela em outros setores dos dados do TESS e eventualmente identificou mais três trânsitos, semelhantes ao primeiro. A partir destes quatro eventos, os cientistas foram capazes de determinar que a fonte era um planeta - TOI-4600 b - com uma órbita relativamente longa de 82 dias. A equipe também detectou um quinto trânsito, embora este não estivesse sincronizado com os outros sinais.
Poderá o trânsito ser de outra estrela que está eclipsando temporariamente a primeira? Ou poderá ser um segundo planeta em órbita? Foi observado um trânsito que apareceu no mesmo ciclo de 82 dias, o que confirmou ainda mais a existência de um planeta com órbita longa; e um segundo trânsito, foi detectado 964 dias depois do trânsito anterior, fora de sincronia. Estes dois últimos trânsitos eram semelhantes em profundidade, ou seja, a quantidade de luz que foi atenuada, sugerindo que ambos foram produzidos por um único objeto que estava orbitando a estrela, quer a cada 964 dias, quer a cada 482 dias.
Concluiu-se que a estrela abriga de fato dois planetas de longo período: TOI-4600 b, um gigante ameno, semelhante a Júpiter; e TOI-4600 c, um gigante gelado.
Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
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